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基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)安全隱患的研究

2014-07-06 20:41 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:電子設(shè)計(jì)工程 來源:電子設(shè)計(jì)工程
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隨著RFID技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的成熟應(yīng)用,促使其與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用密不可分。但是目前基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)安全性保證和隱私安全問題...

  隨著RFID技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的成熟應(yīng)用,促使其與物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用密不可分。但是目前基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)安全性保證和隱私安全問題已經(jīng)成為未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸,所以基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)安全隱患的研究已經(jīng)成為一個(gè)迫在眉睫和廣為關(guān)注的問題。在此對(duì)RFID技術(shù)、RFID系統(tǒng)組戍、工作原理以及對(duì)基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成要素進(jìn)行了分析;同時(shí)對(duì)造成物聯(lián)網(wǎng)潛在與安全隱患產(chǎn)生的主要原因、主要攻擊方式、安全策略進(jìn)行了研究。

  物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings,IoT)是以感知為核心的物物互聯(lián)的綜合信息系統(tǒng),它將成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)的第3次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)連接現(xiàn)實(shí)物理空間和虛擬信息空間,使得數(shù)據(jù)感知、智能化的信息處理、無線的信息傳輸無處不在。目前物聯(lián)網(wǎng)已受到各國政府、學(xué)術(shù)界及企業(yè)的高度重視,美國等發(fā)達(dá)國家已將該技術(shù)的研究納入國家和區(qū)域信息化戰(zhàn)略。顯而易見,物聯(lián)網(wǎng)已成為各國綜合國力競爭的重要因素。

  物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、RFID技術(shù)、移動(dòng)電話、定位系統(tǒng)等設(shè)備,將世界上的所有物體全部連接到信息網(wǎng)絡(luò)中,充分體現(xiàn)了物理空間和信息空間的融合,同時(shí)也提供了物到物,人到物,人和人之間的互聯(lián)關(guān)系,由此縮小了信息系統(tǒng)和物理世界之間的距離,構(gòu)造了一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”,其核心技術(shù)之一就是RFID技術(shù)。

  基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,標(biāo)簽層與讀寫器層之間通過射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽層和讀寫器層的通信,互聯(lián)網(wǎng)解決了讀寫器層與應(yīng)用系統(tǒng)層之間的通信。但是由于物聯(lián)網(wǎng)使得所有的物體都連接到互聯(lián)網(wǎng)中,而且應(yīng)用于各行各業(yè)和日常生活的各個(gè)方面,所以它與國家安全、經(jīng)濟(jì)安全、隱私安全息息相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)除了存在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全問題外,還具有在物體進(jìn)行感知和交互時(shí)數(shù)據(jù)的保密性、完整性、可靠性,以及非法身份識(shí)別及跟蹤。

  1.RFID技術(shù)

  RFID也即非接觸式的自動(dòng)ID識(shí)別技術(shù),通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別對(duì)象目標(biāo)的ID號(hào),快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集、精確處理對(duì)象的信息。RFID標(biāo)簽具備的防水、防磁、耐高溫、讀取距離大,存儲(chǔ)信息更改自如,存儲(chǔ)容量大,可以加密標(biāo)簽上數(shù)據(jù),可以識(shí)別運(yùn)動(dòng)中物體,可以方便快捷操作,所以RFID技術(shù)適用各種領(lǐng)域以及工作環(huán)境。

  1.1RFID系統(tǒng)的基本組成

  RFID系統(tǒng)一般由標(biāo)簽、讀寫器及天線3層組成。其中標(biāo)簽層由芯片及耦合元件組成,每個(gè)標(biāo)簽具有惟一的電子編碼,附著在識(shí)別對(duì)象上。把約定格式的電子數(shù)據(jù)保存在電子標(biāo)簽中,然后將電子標(biāo)簽附著在識(shí)別物體的表面。讀寫器層是讀寫標(biāo)簽信息的設(shè)備,它可無接觸地讀寫和識(shí)別電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)。通常讀寫器與計(jì)算機(jī)相連,讀取的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行下一步處理。天線用來在標(biāo)簽層和讀寫器層間傳遞射頻信號(hào)。

  1.2RFID系統(tǒng)的基本工作原理

  RFID系統(tǒng)中讀寫器層與標(biāo)簽層之間建立無線信號(hào)的通信通道??臻g傳輸通道中發(fā)生的過程可歸結(jié)為3種事件模型:數(shù)據(jù)交換是目的;時(shí)序是數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)方式;能量是時(shí)序得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。讀寫器層利用天線發(fā)出電磁信號(hào),當(dāng)標(biāo)簽處于讀寫器的工作范圍時(shí),標(biāo)簽從電磁信號(hào)中獲得指令數(shù)據(jù)和能量,將標(biāo)簽標(biāo)識(shí)和數(shù)據(jù)以電磁信號(hào)的形式發(fā)回讀寫器,完成讀操作;當(dāng)然讀寫器也可以改寫RFID標(biāo)簽中已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。所以讀寫器不僅可接收標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù),也可以向標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù),當(dāng)然更重要的是通過接口與服務(wù)器進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

  2.基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成

  采用RFID技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)把世界上所有物品聯(lián)系在一起,并且物品彼此之間可以互相“交流”。RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著物品的信息,由讀寫器得到的信息必須通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物品識(shí)別;通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了信息的共享與交換。也就是說世界萬物可以通過RFID等信息傳感沒備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,最終實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別與管理。物聯(lián)網(wǎng)就成為基于RFID技術(shù)組成的傳感網(wǎng),所以基于RFID技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是由物理世界和邏輯空間2個(gè)層面組成的。

  2.1物理世界

  物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物理世界由各種實(shí)實(shí)在在的物體組成,包括無線傳感器、物品以及計(jì)算機(jī)等,在物聯(lián)網(wǎng)中,這些物體在物理上充分互聯(lián)。不僅如此,它還是物理世界和虛擬世界的相互溝通和聯(lián)系,物聯(lián)網(wǎng)更能夠使得物理的世界信息自動(dòng)被虛擬世界所接受,使物理世界的智慧和信息能夠和人交流,以達(dá)到人發(fā)展智慧的目的。

  2.2邏輯空間

  物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的邏輯空間由標(biāo)簽層、讀寫器層、通信層、互聯(lián)網(wǎng)層和應(yīng)用層組成。

  (1)標(biāo)簽層

  標(biāo)簽層由RFID標(biāo)簽和物品組成,RFID標(biāo)簽類似常見的條形碼,一般附著在物品表面或嵌入其中,存儲(chǔ)著物品的相關(guān)信息。

  (2)讀寫器層

  RFID讀寫器是無線發(fā)射與接收設(shè)備,主要包括射頻模塊和數(shù)字信號(hào)處理單元2部分,對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作,讀寫器對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼,再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行處理.所以具有較強(qiáng)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力。

  (3)通信層

  標(biāo)簽層與讀寫器層之間是通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別標(biāo)識(shí)對(duì)象、讀取相關(guān)信息,以完成通信。

  (4)互聯(lián)網(wǎng)層

  讀寫器層與應(yīng)用系統(tǒng)層的通信是由互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。

  (5)應(yīng)用系統(tǒng)層

  應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)識(shí)物的透明管理,通常包括可以運(yùn)行于任何硬件平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),存儲(chǔ)著RFID標(biāo)簽相關(guān)的信息,當(dāng)然它可以由用戶根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

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